航天技术概论第5章教案课件.pptx

1、会计学1航天技术概论第航天技术概论第5章章(哈工大版哈工大版)平面型型第五章 导弹的外形与结构5.1 有翼导弹的气动外形有翼导弹的气动外形X型型型第1页/共37页第五章 导弹的外形与结构正常式正常式：弹翼在前，操纵面在后，三通道控制：弹翼在前，操纵面在后，三通道控制鸭鸭 式式：操纵面在前，弹翼在后：操纵面在前，弹翼在后第2页/共37页第五章 导弹的外形与结构旋转弹翼旋转弹翼：前翼可为操纵面，后加尾翼：前翼可为操纵面，后加尾翼无尾式无尾式：操纵面在弹翼后缘（或距离近：操纵面在弹翼后缘（或距离近)无弹翼式无弹翼式：只有操纵面，升力小，大迎角飞行：只有操纵面，升力小，大迎角飞行第3页/共37页第五章

2、 导弹的外形与结构5.2 导弹的弹翼结构导弹的弹翼结构1概 述 功用产生升力、平衡重力；提供机动用操纵力，保证导弹有良好的操纵性和稳定性。一般为薄片形，阻力小，气动热下的强度，刚度高，便于制造，维护方便。2弹翼上作用力 气动力，分布质量，设备集中质量P 弹翼受力作用结果：剪力Q，弯矩M，扭矩m第4页/共37页第五章 导弹的外形与结构3构造形式a.蒙皮骨架式 单梁，多梁，单块（蒙皮薄，纵墙多，蒙皮受拉压）翼第5页/共37页第五章 导弹的外形与结构b.整体弹翼 上下蒙皮各自与其骨架先铆成一体，然后上下对铆而成，亦可由机加、化学铣加工而成。可作的薄，结构简单，强度，刚度大。第6页/共37页第五章 导

3、弹的外形与结构c.夹层弹翼 外层金属板，内层蜂窝、实心泡沫。蜂窝状夹心：铝箔、锡箔、不锈钢箔通过钎焊或胶接方法制成。重量轻，结构简单，强度，刚度大，工艺难粘接，发泡第7页/共37页第五章 导弹的外形与结构4受力构件受力构件（蒙皮骨架式为例）组成：翼梁，翼肋，桁条，纵墙，蒙皮等，相互铆接。(承受传递翼翼 梁梁纵纵向向骨骨架架 桁桁 条条 纵纵 墙墙骨骨 架架普普通通翼翼肋肋(保保型型，传传力力)受受力力件件横横向向骨骨架架加加强强翼翼肋肋(集集中中载载荷荷)蒙蒙 皮皮 (气气动动力力)接接 头头力力、力力矩矩)第8页/共37页5.3 弹身的构造弹身的构造1概述概述功用：a.保持外形，表面光滑气动

4、外形 b.承受各种载荷，保护内部仪器设备 c.安装，连接有效载荷，仪器设备，动力装置 d.可靠分离级间、多弹头间要求：空间利用率，工艺环境，光洁度，强度，刚度构成：头 半球、抛物线、圆锥 中 柱（圆、椭圆、梯形等）尾 截锥、柱、抛物线2构造形式构造形式 常用的有蒙皮骨架式，整体式，夹层式第五章 导弹的外形与结构第9页/共37页a.蒙皮骨架式蒙皮骨架式 硬壳式，半硬壳式 蒙皮，桁条，隔框；蒙皮（厚），隔框，不易开大口加强桁，容积大，不能承受集中载荷。第五章 导弹的外形与结构第10页/共37页b.整体式整体式 几块整个板构成板上加工出加强筋 整体加工，模锻，铸造，化学腐蚀，机械切削，可根据需要加工

5、，质量小，强度，刚度好c.夹层式夹层式 蜂窝夹层，泡沫塑料 非金属耐高温，透电磁波雷达天线，整流罩第五章 导弹的外形与结构第11页/共37页5.4 操纵机构 弹体的组成部分，又为控制系统的一部分。1组 成 传感器，控制器执行机构，操纵对象，动力源2执行机构 传递控制器的输出信号（力，转角，速度）a.同向操纵；b.反向操纵；c.复合操纵(a+b)(差动)舵偏角升力（舵）对质心力矩转向 直接推力火箭组；舵 机：气动、燃气、液压、电动舵机第五章 导弹的外形与结构第12页/共37页 气动舵机：压缩空气(10-15大气压)，构造简单，密封要求低，功率比小，工作时间短。液压舵机：液压泵提供能源，工作可靠，

6、功率比大，反应快，密封难，易受温度影响。电动舵机：电机减速螺杆(直线运动)，工作灵活，维护简单，重量大(何服电机，直线电机)燃气舵机：燃气发生节流孔间隙调节压差差动，结构紧凑，体积小，重量轻，功率小，耐高温材料。3.操纵对象：a.舵面，(副)翼面 b.燃气舵石墨材料，阻力大，推力损失 c.摆动发动机单摆，四个全摆，三姿态 d.摆动喷管固体火箭发动机用第五章 导弹的外形与结构第13页/共37页6.1 概述第六章 战斗部系统第14页/共37页第六章 战斗部系统第15页/共37页第六章 战斗部系统第16页/共37页6.2.1 爆破战斗部爆破战斗部 TNT、爆炸、20万个大气压，3200K高温，700

7、0m/s爆速，形成冲击波，作用方式：a.超压；b.比冲量（超出大气压）（单位面积上所受的冲量）6.2 战斗部的工作原理图6.1 爆破战斗部结构简图第六章 战斗部系统第17页/共37页第六章 战斗部系统6.2.2 反装甲战斗部反装甲战斗部反装甲战斗部所破坏的主要是坦克、装甲车、水面上的舰艇以及防御工事等坚固的目标。通常分为反装甲战斗部所破坏的主要是坦克、装甲车、水面上的舰艇以及防御工事等坚固的目标。通常分为穿甲战斗部穿甲战斗部和和碎甲战斗部碎甲战斗部。聚能穿甲战斗部聚能穿甲战斗部：主要是利用炸药爆炸时所产生的聚能流，去穿透较厚的钢铁装甲或混凝土。将圆柱形炸药的一端做成圆锥形（也有半球形或其他形状

8、的）的凹槽主要是利用炸药爆炸时所产生的聚能流，去穿透较厚的钢铁装甲或混凝土。将圆柱形炸药的一端做成圆锥形（也有半球形或其他形状的）的凹槽聚能槽。当炸药爆炸时，紧贴聚能槽部分的爆炸生成物，先沿着其法线方向飞出，然后在聚能槽的中心线上撞击汇流，形成一股速度可达聚能槽。当炸药爆炸时，紧贴聚能槽部分的爆炸生成物，先沿着其法线方向飞出，然后在聚能槽的中心线上撞击汇流，形成一股速度可达10000米秒左右的聚能流。它的动压非常大，温度又特别高，穿透装甲。米秒左右的聚能流。它的动压非常大，温度又特别高，穿透装甲。焦点焦点聚能流量最小截面积处聚能流量最小截面积处速度高，能量密度大速度高，能量密度大使目标处于此。

9、使目标处于此。增大能量增大能量之一提高质量，增大生成物的密度。在聚能槽表面加一层一定厚度的金属罩之一提高质量，增大生成物的密度。在聚能槽表面加一层一定厚度的金属罩4倍效能。倍效能。第18页/共37页第六章 战斗部系统第19页/共37页 动能穿甲战斗部动能穿甲战斗部：依靠动能侵彻装甲的方法来完成反装甲任务的：依靠动能侵彻装甲的方法来完成反装甲任务的。这种战斗部一般没有炸药，但是弹体核心部分为形状细长，采用高。这种战斗部一般没有炸药，但是弹体核心部分为形状细长，采用高硬度、高强度、高密度的材料如钨合金或贫铀合金。硬度、高强度、高密度的材料如钨合金或贫铀合金。穿甲弹头依靠高速飞行所具有的较大的动能，

10、产生很强的穿透穿甲弹头依靠高速飞行所具有的较大的动能，产生很强的穿透能力和后效作用，能在穿透装甲后产生很大压力和燃烧作用，使目标能力和后效作用，能在穿透装甲后产生很大压力和燃烧作用，使目标遭到彻底破坏。遭到彻底破坏。这种战斗部适用于末速度较高的导弹和子母弹中的子弹头。这种战斗部适用于末速度较高的导弹和子母弹中的子弹头。碎甲战斗部碎甲战斗部：其壳体一般为易变形的低碳钢，炸药一般是塑性：其壳体一般为易变形的低碳钢，炸药一般是塑性炸药。击中目标后，炸药变形并粘贴到装甲上，延时引信适时起爆。炸药。击中目标后，炸药变形并粘贴到装甲上，延时引信适时起爆。炸药爆炸产生高速压缩冲击波穿过装甲到达对面时，由于装

11、甲炸药爆炸产生高速压缩冲击波穿过装甲到达对面时，由于装甲板与空气的介质变化，它以拉伸波的形式返回；拉伸波与下一个压缩板与空气的介质变化，它以拉伸波的形式返回；拉伸波与下一个压缩冲击波相遇后，叠加产生加强波。冲击波相遇后，叠加产生加强波。当加强波超出装甲板的材料强度时，便使其背面产生大块的崩当加强波超出装甲板的材料强度时，便使其背面产生大块的崩落片，这些崩落片以落片，这些崩落片以30130米米/秒的速度飞离，对装甲后面的东西产秒的速度飞离，对装甲后面的东西产生破坏作用。生破坏作用。第六章 战斗部系统第20页/共37页第六章 战斗部系统6.2.3 作作 用：利用爆炸物的动能（高速破片）直接破坏目标

12、。用：利用爆炸物的动能（高速破片）直接破坏目标。(软目标软目标空中目标，地面有生力量，无装甲装备空中目标，地面有生力量，无装甲装备)原原 理：大量高速运动的破片直接接触目标。理：大量高速运动的破片直接接触目标。a.破片式破片式 利用大量高速飞散的破片，引起目标的损伤和破坏。利用大量高速飞散的破片，引起目标的损伤和破坏。击穿，引燃、引爆，主要为前二种，效果取决于动能大小，密度，击穿，引燃、引爆，主要为前二种，效果取决于动能大小，密度，空间分布，与目标相遇的状态，引爆的时机。空间分布，与目标相遇的状态，引爆的时机。破片形成：预制，刻槽，刻药。破片形成：预制，刻槽，刻药。b.连续条（杆）式连续条（杆

13、）式 两层钢条，端部顺序连接，爆炸展开，为从小到大的环，径向速度，两层钢条，端部顺序连接，爆炸展开，为从小到大的环，径向速度，1500 m/s，加上目标相结速度，切割。，加上目标相结速度，切割。c.聚能式聚能式 多个多向聚能药槽，均匀分布空间的金属射流，穿透，引燃，目标。多个多向聚能药槽，均匀分布空间的金属射流，穿透，引燃，目标。第21页/共37页第六章 战斗部系统第22页/共37页第六章 战斗部系统 6.2.4 燃料空气战斗部燃料空气战斗部 燃料空气战斗部是近年来出现的一种新型装药形式，燃料空气战斗部是近年来出现的一种新型装药形式，它能用来爆破建筑物、车辆、人员及其它地面上的大面积软它能用来

14、爆破建筑物、车辆、人员及其它地面上的大面积软目标，其强大的冲击波也可以非常有效地用于诸如清扫雷场目标，其强大的冲击波也可以非常有效地用于诸如清扫雷场或开辟直升机降落场地一类的工兵项目中。或开辟直升机降落场地一类的工兵项目中。原 理：在目标区一定高度上进行第一次引爆，将弹体内的化学燃料装药散出，使之与空气混和形成直径十几米至几十米的燃料气溶胶团，0.120.15秒之后引信起爆，使整个气溶胶云团产生剧烈爆炸，形成大范围的强冲击波以及高温、缺氧，对目标造成杀伤、破坏。由于它的原理近似普通弹药，不属于核生化武器，但威力在某些方面却接近小当量的原子弹，因此是一种“非常规的常规弹”。第23页/共37页准备

15、装机的准备装机的BLU82炸弹炸弹 爆炸后的爆炸后的“蘑菇云蘑菇云”第六章 战斗部系统第24页/共37页贯穿战斗部贯穿战斗部贯穿战斗部是用来攻击地面贯穿战斗部是用来攻击地面/地下加固目标的战斗部。地下加固目标的战斗部。由于最有价值的军事目标往往建在很深的地下或山体的由于最有价值的军事目标往往建在很深的地下或山体的隧道中。即使使用重型炸弹来摧毁这样的目标，效果也是欠隧道中。即使使用重型炸弹来摧毁这样的目标，效果也是欠佳的。佳的。贯穿目标的基本方法是采用能动能侵彻弹。为增加能量贯穿目标的基本方法是采用能动能侵彻弹。为增加能量可采用火箭助推或用其他方法加速侵彻弹可采用火箭助推或用其他方法加速侵彻弹,

16、弹着速度达到弹着速度达到 1200 m/s以上。以上。多多(复合复合)战斗部，为获得更好的贯穿性能的战斗部，采战斗部，为获得更好的贯穿性能的战斗部，采用复合方式。这种战斗部采用一个或多个前置聚能装药对目用复合方式。这种战斗部采用一个或多个前置聚能装药对目标进行标进行“预处理预处理”，使后继的侵彻弹更为有效。，使后继的侵彻弹更为有效。第六章 战斗部系统第25页/共37页第六章 战斗部系统第26页/共37页6.3 核战斗部核战斗部原原 理理：利用重核裂变，轻核聚变，释放的原子能产生杀伤作用。杀伤作用杀伤作用：光辐射；冲击波；早期核辐射；放射性沾染；电磁脉冲。种种 类类：裂变核武器；聚变核武器；特殊

17、效应核武器；裂变核武器；聚变核武器；特殊效应核武器；定向能核武器。定向能核武器。进进 展展：至今已发展到第三代。第一代是初始的原子弹和氢弹；第二代是小型化的核弹头；第三代又称为剪裁效应弹，即特殊效应核武器和核定向能武器。中子弹中子弹、冲击波冲击波弹弹、电磁脉冲弹、增强电磁脉冲弹、增强X射线弹射线弹和感生辐射弹感生辐射弹等；核定向能武器，目前正在研制或提出设想的有核爆炸激励核爆炸激励X射线激光器射线激光器、定向核电磁脉冲武器定向核电磁脉冲武器、定向等离子武器定向等离子武器和钻地核弹钻地核弹等。第六章 战斗部系统第27页/共37页原子弹原子弹 原子弹是利用铀原子弹是利用铀-235或钚或钚-239的

18、重原子核材料为装料的，可分为铀弹和钚的重原子核材料为装料的，可分为铀弹和钚弹。弹。1kg的铀的铀-235或钚或钚-239如果完全裂变，裂变和衰变过程中总共可释放约如果完全裂变，裂变和衰变过程中总共可释放约两万吨两万吨TNT当量的能量。当量的能量。裂变反应，主要由“枪法”和“内爆法”来实现。氢氢 弹弹 氢弹是利用含氢的同位素氘、氚等轻原子核材料为装料的。氢弹是利用含氢的同位素氘、氚等轻原子核材料为装料的。1kg氘化氘化锂锂-6(在中子轰击下可产生氚在中子轰击下可产生氚)完全聚变，释放的能量可达完全聚变，释放的能量可达4万万-5万吨万吨TNT当当量。量。氢弹的聚变反应所必需的高温、高压，是用通常称

19、之为“扳机”原子弹爆炸来提供的。氢弹原理氢弹原理“枪法枪法”原子弹原原子弹原理理“内爆法内爆法”原子弹原原子弹原理理第六章 战斗部系统第28页/共37页生物武器生物武器 以生物战剂杀伤有生力量、毁伤植物的各种武器和器材的总称。生物战剂是一些能使人、畜或植物发生疾病的细菌、病毒等微生物。因此，生物武器亦称细菌武器。使用时形成生物战剂气溶胶污染环境。化学武器化学武器 以毒剂的毒害作用杀伤有生力量、牵制和扰乱对方军事行动的各种武器和器材的总称。化学武器在使用时，将毒剂分解成液滴、器溶胶或蒸气等状态，染毒环境，杀伤敌方有生力量。第六章 战斗部系统 生物武器、化学武器和核武器同属大规模杀伤性武器第29页

20、/共37页生物武器的主要特点 .杀伤力强 .传染疾病 .选择杀伤 .有潜伏期 .局限性大 .生产易、成本低化学武器的主要特点 .杀伤途径多 .杀伤范围广 .杀伤作用时间长 .杀伤作用有选择性 .受地形和气象条件影响大 .生产易、成本低 “穷国”的核武器。第六章 战斗部系统第30页/共37页电磁脉冲战斗部电磁脉冲战斗部2.石墨纤维战斗部石墨纤维战斗部电磁脉冲战斗部电磁脉冲战斗部 石墨纤维战斗部石墨纤维战斗部 微波战斗部微波战斗部计算机病毒战斗部计算机病毒战斗部 次声战斗部次声战斗部第六章 战斗部系统第31页/共37页3.微波战斗部 高功率微波武器是一种利用其辐射的强微波波束干扰或烧毁敌方电子设备

21、以及杀伤作战人员的一种新式武器，又称射频武器。这种武器辐射的频率一般在130 GHz范围内，脉冲功率在GW级。微波武器的杀伤作用有三个途径：a.杀伤人员；杀伤人员；。次声战斗部次声战斗部 人体各器官的固有频率通常在人体各器官的固有频率通常在 3-17Hz之间，因而次声波对人体的生之间，因而次声波对人体的生理过程有着严重的影响，可以造成不可抗拒的损伤。次声波武器分为理过程有着严重的影响，可以造成不可抗拒的损伤。次声波武器分为“神经型神经型”和和“器官型器官型”。第六章 战斗部系统第32页/共37页 要要 求：求：引信应使战斗部在最恰当的时间和地点爆炸。达到最佳效果，引信要引信应使战斗部在最恰当的

22、时间和地点爆炸。达到最佳效果，引信要有高度的准确性和可靠性，未遇目标有高度的准确性和可靠性，未遇目标延时，加速度，引爆，防自伤。延时，加速度，引爆，防自伤。保险装置应确保在非使用状态时不能引爆，导弹飞近目标时，必须可保险装置应确保在非使用状态时不能引爆，导弹飞近目标时，必须可靠的解除靠的解除与引信制为一体。与引信制为一体。分为触发引信、非触发引信分为触发引信、非触发引信1触发引信触发引信 导弹直接与目标撞击而引起爆战斗部的引信。导弹直接与目标撞击而引起爆战斗部的引信。分为：瞬发引信（分为：瞬发引信（0.05s）。）。方式：机械触发，电触发，压电触发方式：机械触发，电触发，压电触发第六章 战斗部

23、系统第33页/共37页组组 成：光学系统，电路，化学电池，保险机构，二路八个接收器，成：光学系统，电路，化学电池，保险机构，二路八个接收器，四个可接收四个可接收1角，四个可接收角，四个可接收2角锥面的红外信号，经过目标可得两脉冲角锥面的红外信号，经过目标可得两脉冲，间隔小于一定值可引爆，一定延时后引爆，否则不工作。，间隔小于一定值可引爆，一定延时后引爆，否则不工作。第六章 战斗部系统第34页/共37页第六章 战斗部系统第35页/共37页3保险机构保险机构 在维护、贮存、运输，在维护、贮存、运输，使用时不工作，即时相信工使用时不工作，即时相信工作也可不引爆战斗部；作也可不引爆战斗部；u 利用惯性工作的机构利用惯性工作的机构u 核按钮核按钮第六章 战斗部系统第36页/共37页感谢您的观看。感谢您的观看。第37页/共37页